栄養状態に応じて振る舞いを変える菌の鍵遺伝子の発見 ──植物への感染とリン欠乏への適応を切り替える仕組みを解明──

植物に感染する糸状菌が、周囲のリン栄養状態に応じて植物への感染戦略を切り替える分子機構を明らかにした研究である。研究では、糸状菌Colletotrichum tofieldiaeにおいて、植物への感染に必要なエフェクター遺伝子NFC1を同定した。NFC1は植物の概日リズムに干渉し、宿主への感染を促進する。一方、リンが不足する環境では、リン欠乏応答を制御する転写因子CtPHO4がNFC1の発現を抑制し、感染を抑えるとともに、菌自身のリン欠乏への適応を促すことが判明した。この仕組みにより、糸状菌は栄養環境に応じて植物への感染と自身の生存に必要な代謝戦略を調節している。本成果は、微生物の栄養応答と宿主感染を統合的に理解する新たな知見であり、植物病原菌の感染制御や有用微生物との共生関係の最適化への応用が期待される。
This study reveals a molecular mechanism by which the filamentous fungus Colletotrichum tofieldiae switches its plant colonization strategy according to environmental phosphate availability. The researchers identified NFC1, an effector gene required for fungal colonization under phosphate-sufficient conditions. NFC1 interferes with the plant circadian rhythm and promotes infection. Under phosphate starvation, however, the transcriptional regulator CtPHO4 suppresses NFC1 expression, thereby reducing host colonization while promoting fungal adaptation to phosphate deficiency. These findings demonstrate that fungal nutrient responses are directly linked to host infection strategies and fungal survival. The study provides new insights into the molecular coordination of microbial nutrient adaptation and host interactions, with potential applications in controlling plant pathogens and optimizing beneficial plant-microbe relationships.